¿Cuáles son los métodos básicos del ensayo ultrasónico?

El sonido es un fenómeno que no causa ningún cambio permanente, aunque siempre es visible Esta es la razón por la que el «sonido» (con baja energía) es adecuado para los ensayos no destructivos, es decir, para obtener información exacta sobre el estado de la muestra sometida a ensayo. Para ello, se requiere un método que produzca una reacción en la muestra pero que no modifique su estado. «Actuar de forma pasiva» es, por tanto, la característica más importante del sonido que se requiere para hacer pruebas materiales.

En el ámbito especial de la emisión acústica también se utiliza el sonido pasivo, en el que las ondas sonoras se generan en el interior del material por cambios espontáneos en el estado del mismo. Las ondas sonoras son ondas mecánicas y, por tanto, requieren un medio que funcione como portador. Cada material, ya sea sólido, líquido o gaseoso, puede evaluarse mediante los efectos especiales de las ondas sonoras. Todo el ensayo ultrasónico se basa en cómo influyen las ondas sonoras cuando se propagan en el medio sometido a pruebas. La onda sonora experimenta cambios que pueden medirse y según los cuales puede evaluarse el estado del material. La evaluación de las propiedades del material solo puede hacerse de forma indirecta. Por medio de modelos y correlaciones empíricas es posible interpretar determinados cambios en la señal sónica, como un cambio en la estructura del material o la existencia de una inclusión, etc. La evaluación de la calidad de un material depende siempre de la fiabilidad del concepto sobre la interpretación de la señal.

La interferencia a la propagación del sonido que se utiliza para evaluar los materiales se basa siempre en los mismos principios:

2.1 interferencias a causa de una interfaz. Por ejemplo, a causa de las caras límite de la sonda o por interfaces macroscópicas, como grietas, o microscópicas, como límites de agarre.

2.2 interferencias a causa de la absorción. Se trata de una transformación de la energía provocada por fricción interna. En este caso, la evaluación se realiza mediante la señal modificada que atraviesa el medio o mediante dicha señal reflejada en una interfaz.

Estos efectos fundamentales de la interferencia han dado lugar a diferentes métodos de ensayos ultrasónicos y son los siguientes:

2.3 Método de resonancia: se utiliza la reflexión entre dos caras paralelas limitadoras de la muestra sometida a ensayo (fig. 1).

2.4 Método de transmisión directa que, como en otros idiomas, podría haberse denominado mejor «método de sombra». En este método se utiliza el efecto de sombra de una interfaz de material (discontinuidad del material). Pueden utilizarse dos sondas opuestas (fig. 2), así como el «método sombra-espejo» con las sondas en un lado de la muestra (fig. 3).

2.5 Método eco Este método utiliza la señal que se refleja en una discontinuidad del material (fig. 4). En este caso, la sonda emisora puede ser idéntica a la receptora y también pueden utilizarse sondas emisoras y receptoras independientes.

El más importante de todos los métodos de eco y, al mismo tiempo, de todos los métodos de ensayos ultrasónicos, es el método pulso-eco. Con los impulsos ultrasónicos no solo puede evaluarse el tamaño de la indicación de reflexión (amplitud del eco), sino también el tiempo de tránsito del eco. De este modo, no solo se obtienen datos sobre el tamaño del reflector, sino también sobre su posición. Si se conoce la posición del reflector (buen retorno de señal), al utilizar el tiempo de tránsito, se puede evaluar la estructura del material. Si no se conoce la ubicación del reflector, pero sí las propiedades del material (atenuación, velocidad del sonido), pueden hacerse, por ejemplo, mediciones de espesor de la pared.